Electromechanical properties of suspended Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带呈现出从半导体到半金属的多种电子性质，这取决于它们的几何形状、尺寸和化学组成。在这里，我们提出了一个路线，通过外部施加的机械变形来控制这些属性。使用最先进的密度泛函理论计算结合经典弹性理论的考虑，我们发现一个显着的杨氏模量值为~7 TPa的超窄石墨烯条和一个显着的机电响应弯曲和扭转变形。鉴于目前在纳米级石墨烯衍生物合成方面的进展，我们的预测可以通过实验验证，为基于超窄石墨烯纳米带的微型机电传感器和器件的设计和制造开辟了道路。
2009-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room temperature cavity electromechanics in the sideband-resolved regime
我们展示了一个边带分辨腔机电系统在室温下工作。机械谐振器，一个强预应力氮化硅字符串，介电耦合到一个三维微波谐振腔的铜。机电耦合的特征在于两个测量，腔引起的本征频率偏移的机械谐振器和光机械引起的透明度。虽然前者是由介电效应占主导地位，后者揭示了一个明确的签名的动态反作用的腔场的谐振器。这开启了室温应用的腔机电领域。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall
Negative frequency tuning of a carbon nanotube nano-electromechanical resonator
在低温下，悬挂的双夹持单壁碳纳米管被表征为驱动的纳米机电谐振器。在电子方面，碳纳米管显示出小的带隙行为，在电子传导中具有库仑阻塞振荡，在空穴传导中具有透明接触。我们观察到驱动的机械共振直流传输，包括多个高次谐波响应。数据显示，在有限的施加栅极电压，一个明显的负频率调谐，使我们能够静电谐振频率降低到其最大值的75%。这是一贯解释通过静电软化的机械模式。
2013-04-18 cond-mat.mes-hall
Euler buckling instability and enhanced current blockade in suspended single-electron transistors
嵌入悬浮纳米梁或碳纳米管中的单电子晶体管可以表现出源自电子自由度与悬浮结构的机械振荡的耦合的效应。在这里，我们从理论上研究的电容机电相互作用的后果时，支撑梁被带到接近的欧拉屈曲不稳定的横向压缩应变。我们的中心结果是，低偏置电流封锁，起源于机电耦合的经典谐振器，强烈增强附近的欧拉不稳定性。我们预测，偏置电压低于其传输被阻止的数量级的典型参数增加。这一机制可能使原本难以捉摸的经典电流阻断实验观察。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall
An opto-electro-mechanical system based on evanescently-coupled optical microbottle and electromechanical resonator
演示了二氧化硅光学微瓶谐振器和GaAs机电谐振器之间的消逝耦合。这种耦合提供了高的光学灵敏度和机械运动的有效压电可控性。基于光机检测和机电控制的光机电反馈控制在室温下的加热和冷却机制进行。这种反馈方案可以推广到具有任意结构和材料的机电谐振器中的热机械运动的有效控制。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering tunable strain fields in suspended graphene by microelectromechanical systems
在这里，我们提出了一个微机电系统（MEMS）的机电耦合石墨烯和潜在的相关二维材料的调查。我们技术的关键创新包括：（1）将石墨烯集成到硅MEMS技术中;（2）通过空间分辨共焦拉曼光谱完全控制石墨烯膜内的诱导应变场和掺杂水平及其表征;以及（3）通过其机械谐振器本征频率检测石墨烯片与MEMS器件的机械耦合的能力。
2021-03-25 cond-mat.mes-hall
Distortion blockade in classical nano-electromechanical resonator
我们考虑一个单电子晶体管的中心岛可以振荡。已经表明，对于弹性和电自由度的弱耦合，岛的位置随着通过装置的电流的小变化而波动。本文考虑强耦合极限。我们表明，该系统经历了一个静态的机械不稳定性，这是负责开放的差距，即使在简并点的电流电压特性。我们提供了一个分析描述的过渡点。我们还讨论了如何抑制的电流的机械性质可以通过实验探测缓慢调制的栅极电压。
2006-12-20 cond-mat.mes-hall
Sensing Kondo correlations in a suspended carbon nanotube mechanical resonator with spin-orbit coupling
研究了悬浮碳纳米管（CNT）量子点器件中的电子-机械耦合。在电子隧穿过程中，由于自旋-轨道耦合，电子自旋耦合到弯曲振动模式。在弱耦合极限下，即电子-振动耦合远小于电子能量标度，通过计算动态自旋磁化率可以得到CNT谐振器的阻尼和谐振频率偏移。我们发现近藤区的强自旋翻转散射过程对碳纳米管的机械运动有显著的影响：近藤效应导致了碳纳米管共振器的强阻尼和频移.
2019-03-17 cond-mat.mes-hall
Capacitively coupled distinct mechanical resonators for room temperature phonon-cavity electromechanics
耦合的机电谐振器，可以独立驱动/检测，并很容易与外部电路集成是必不可少的探索机械模式的信号处理。在这里，我们提出了一个室温声子腔机电系统，由两个不同的谐振器：一个氮化硅机电鼓电容耦合到铝之一。我们证明机电诱导的透明度和放大的双音驱动方案，并观察声子腔力影响的机械阻尼率的两个可移动物体。我们还开发了一个基于线性耦合运动方程的分析模型，该模型捕获了经典极限下的光学机械特性，并能够定量拟合我们的测量结果。我们的研究结果开辟了新的可能性，在基于声子腔的信号处理的经典和潜在的未来在量子制度的研究。
2022-04-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
Electron-electron attraction in an engineered electromechanical system
量子点中的两个电子相互排斥：它们的相互作用可以用正的相互作用能来表征。从超导理论中，我们还知道晶格的机械振动可以使电子-电子相互作用吸引。类似地，如果量子点与机械自由度相互作用，则有效相互作用能可以是负的;也就是说，电子-电子相互作用可能是吸引的。在这项工作中，我们提出并从理论上研究了一个工程机电系统，表现出电子-电子吸引力：一个量子点悬挂在一个非线性机械谐振器，底部和顶部的栅电极调谐。我们专注于一个点嵌入在一个悬浮的石墨烯带的例子，我们确定的电子-电子吸引力的条件。我们的研究结果表明，在这样的设备，类似于在超导纳米结构，但没有使用任何超导元素的多个电子包的隧道电子传输的可能性。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall
A controllable superconducting electromechanical oscillator with a suspended membrane
我们制作了一个微型机电系统，其中超导薄膜悬浮，作为一个机械振荡器，电容耦合到超导微波谐振器。随着微波驱动功率的增加，机械振荡器的谐振频率对驱动功率的非单调依赖性已被观察到。我们还演示了机械振荡器的谐振频率的光开关。我们的实验观察定性的理解的理论模型。我们的实验为利用电磁场和/或光场控制谐振频率的机械振荡器的应用铺平了道路，例如在超量子比特-机械振荡器混合系统中的微波-光学接口和可控元件。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Imaging vibrations of locally gated, electromechanical few layer graphene resonators with a moving vacuum enclosure
对纳米机械谐振器的振动进行成像意味着根据其频率响应对平面内位置的依赖性来测量其弯曲模式形状。应用于二维谐振器，这种技术提供了丰富的信息，原子级薄膜的机械性能。我们提出了一个简单而强大的系统，在室温和真空中的面内位移精度为$\approx0.20$ $μ$ m的几层石墨烯（FLG）谐振器的振动成像。它包括一个坚固的真空外壳安装在一个三轴微定位阶段和设计的自由空间光学测量振动。该系统配备了超柔性射频波导，以电致动谐振器。用它，我们通过测量其频率响应作为膜上的位置的函数来表征FLG谐振器的最低频率模式。谐振器悬挂在纳米制造的局部栅电极上，该栅电极既充当反射镜又充当电容器板，以在射频下致动振动。从这些测量中，我们估计膜的热膨胀系数与热导率的比率，并且我们测量最低频率模式的有效质量。我们补充我们的研究与全球门控谐振器和图像的前三个振动模式。在那里，我们发现膜中的褶皱局部抑制振动。
2021-01-04 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene variable capacitor
利用可变电容器或变容二极管调谐电路谐振得到了广泛的应用，其中最重要的是无线电信。我们展示了一个机电石墨烯变容管，可变电容器，其中的电容是通过电压控制的悬浮石墨烯膜的密集阵列的偏转调谐。石墨烯单层的低抗弯刚度被用来在超薄结构中实现低致动电压。制造了包括数千个悬架的大型阵列，以提供超过10 pF/mm $^2$的可调电容，高于传统微机电系统（MEMS）技术所实现的电容。在10 V的驱动电压下，实现了55%的电容调谐，超过了传统的MEMS平行板电容器。电容器的行为进行了实验研究，并描述了一个简单的理论模型。使用原子力显微镜（AFM）独立地测量石墨烯膜的机械性质。增加的石墨烯导电性将使紧凑型石墨烯变容管能够应用于射频系统。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall
Controlled assembly of graphene sheets and nanotubes: fabrication of suspended multi-element all-carbon vibrational structures
我们报告的制造和操作的多元素的振动结构组成的两个石墨烯机械谐振器耦合的纳米管梁。整个建筑都是悬浮的。每个石墨烯谐振器由两个金属电极夹持。该结构是使用电子束光刻和原子力显微镜纳米操纵的组合。这种布局使我们能够以电子方式检测机械振动。所测量的本征模被定位在石墨烯谐振器中的任一个中。通过测量一个石墨烯谐振器的谐振频率的偏移作为另一个谐振器的振动振幅的函数来研究由于纳米管引起的耦合。耦合石墨烯谐振器为非线性动力学、机械状态操纵和量子非破坏测量的研究带来了希望。
2013-10-19 cond-mat.mes-hall
Stamp transferred suspended graphene mechanical resonators for radio-frequency electrical readout
我们提出了一种简单的微操作技术，将悬浮的石墨烯薄片转移到任何衬底上，并将它们与小的局部化门组装成机械谐振器。石墨烯的机械运动使用电的、射频（RF）反射读出方案来检测，其中时变石墨烯电容器反射f=5-6 GHz的RF载波，从而产生f +/- fm的调制边带。一个机械谐振频率高达fm=178 MHz的证明。我们发现硬化/软化Duffing效应对不同的样品，并获得一个临界振幅约40 pm的非线性在石墨烯机械谐振器的发病。作为DC偏置电压Vdc的函数的机械谐振的品质因数的测量表明，由于石墨烯电极中的运动诱导的位移电流引起的耗散在高频和大Vdc下是重要的。
2012-03-04 cond-mat.mes-hall
Electron pumping in graphene mechanical resonators
石墨烯中高频振动和金属传输的结合使其成为纳米机电设备的独特材料。在这封信中，我们表明，石墨烯为基础的纳米机电设备非常适合电荷泵，由于其传输系数的静电势和机械变形的扰动的敏感性，与潜在的新型小规模设备与有用的应用。
2012-03-02 cond-mat.mes-hall
Probing thermal expansion of graphene and modal dispersion at low-temperature using graphene NEMS resonators
我们使用悬浮的石墨烯机电谐振器来研究谐振频率作为温度的函数的变化。测量从300 K到30 K的张力变化引起的频率变化，使我们能够提取关于单层石墨烯的热膨胀作为温度的函数的信息，这对于应变工程应用至关重要。我们发现石墨烯的热膨胀在300 K到30 K之间都是负的。我们还研究了色散，谐振频率与直流栅电压的变化，机电模式，并发现相当大的谐振频率的可调谐性，理想的应用程序，如质量传感和RF信号处理在室温下。随着温度的降低，正色散的机电模式逐渐向负色散的机电模式演化。我们定量地解释这种交叉，并讨论最佳的机电性能，是理想的温度补偿传感器。
2010-01-25 cond-mat.mes-hall
Suspended Carbon Nanotube Quantum Wires with Two Gates
获得了由高质量电接触和每个器件两个静电门组成的悬挂式单壁碳纳米管器件。与钉扎在衬底上的纳米管相比，悬浮器件表现出与环境因素相关的小滞后，并表现为更清洁的法布里-珀罗干涉仪或单电子晶体管。由于缺乏有效的热沉，悬浮纳米管中与光学声子或带边界声子散射相关的高场饱和电流显着降低。多栅极设计也可以促进未来纳米管量子系统的机电性质的研究。
2004-10-14 cond-mat.mes-hall
Sources of nonlinearity in the response of a driven nano-electromechanical resonator
本研究探讨了驱动纳米机电谐振器中机电耦合与谐振器本征贡献两种非线性来源的相互作用，实验观测到强驱动下电子输运出现拱形共振，模型与实验结果吻合，为非线性现象探索铺路。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Wide bandwidth nanowire electromechanics on insulating substrates at room temperature
我们研究了在蓝宝石衬底上制作的具有局域栅结构的InAs纳米线谐振器。使用绝缘蓝宝石衬底的主要优点是其导致减小的寄生电容，从而允许使用网络分析仪的宽带宽致动和检测以及在室温下的信号检测。纳米线的面内和面外振动模式都可以被驱动，并研究了谐振器的非线性响应。此外，该技术使得能够研究由于纳米结构中的加热引起的热应变的变化
2016-01-06 cond-mat.mes-hall
Sideband-resolved resonator electromechanics on the single-photon level based on a nonlinear Josephson inductance
光机械系统中的光-物质相互作用是超灵敏探测方案[1，2]以及声子和光子量子态[3-10]产生的基础。机电系统在微波范围内实现这种光机械相互作用。在这种情况下，电容耦合装置表现出高达280 Hz的相互作用速率[11]。互补的，早期的建议[12-15]和实验[16，17]表明，电感耦合方案是可调的，并有可能达到真空强耦合制度。在这里，我们遵循后一种方法，将部分悬浮超导量子干涉器件（SQUID）集成到微波谐振器中。机械位移转化为SQUID回路中的时变通量，从而提供电感机电耦合。我们展示了一个边带解决机电系统的可调真空耦合率高达1.62 kHz，实现sub-aN Hz-1/2力的灵敏度。此外，我们研究了大机械振幅的微波谐振器的频率分裂确认大耦合。所提出的电感耦合方案显示了高潜力的SQUID为基础的机电目标的全部财富的本质非线性光力学哈密顿量。
2019-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic damping of a carbon nanotube NEMS resonator
在低温下表征了悬挂的、双夹持的单壁碳纳米管。我们观察到嵌入的量子点的直流电流谱的特定开关效应。这些先前已被确定为系统的纳米机电自激，其中来自单电子隧穿的正反馈驱动机械运动。磁场通过提供额外的阻尼机制来抑制这种效应。这是由涡流阻尼建模，并通过测量的射频驱动的纳米机电谐振器在一个不断增加的磁场的谐振品质因数确认。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall
Ultrawide Frequency Tuning of Atomic Layer van der Waals Heterostructure Electromechanical Resonators
我们报告的实验演示的原子薄二硫化钼（MoS 2）-石墨烯范德华（vdW）异质结纳米机电谐振器与超宽频率调谐。利用直接静电栅极调谐，这些vdW谐振器表现出优异的可调谐性，通常Δf/f0 > 200%，用于连续调谐相同的器件和相同的模式（例如，从~23到~ 107 MHz），高达Δf/f0 = 370%，这是迄今为止此类谐振器中最大的分数调谐范围。这种显着的机电谐振调谐研究了两种不同的分析模型和有限元模拟。此外，我们仔细地进行明确的控制实验和模拟，以阐明异质结构和单一材料谐振器之间的频率调谐的差异。在给定的初始应变水平下，调谐范围取决于本构晶体的二维（2D）杨氏模量;构建在具有较低2D模量的材料上的器件显示出更宽的调谐范围。这项研究证实，vdW异质结谐振器可以保持非常规的宽，连续调谐，这是有前途的电压控制，可调纳米系统。
2021-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gigahertz-frequency Lamb wave resonator cavities on suspended lithium niobate for quantum acoustics
The University of Tokyo（东京大学）；University of Chicago（芝加哥大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
在悬空锂铌酸盐上实现吉赫兹频率兰姆波谐振腔，用于量子声学中的量子比特耦合研究
2026-01-20 cond-mat.mes-hall
Carbon nanotubes as ultra-high quality factor mechanical resonators
通过测量单电子隧穿电流，在毫开尔文温度下观察到了悬浮碳纳米管的横向振动模式。悬浮的纳米管由附近天线的射频电场无接触地致动;在通过纳米管的时间平均电流中检测机械共振。观察到由于纳米管的弯曲模式而引起的尖锐的栅极可调谐共振，将高达ν_0 = 350 MHz的共振频率与高于Q = 10 ^5的品质因数相结合，远高于先前报道的悬浮碳纳米管共振器的结果。测得的大小和温度依赖性的Q-因子显示出显着的协议与预测的固有阻尼悬浮碳纳米管。通过调节天线上的RF功率，我们发现纳米管谐振器可以很容易地被驱动到非线性状态。
2009-07-18 cond-mat.mes-hall
Nanoscale electromechanical resonators as probes of the charge density wave transition in NbSe$_2$
我们研究了由NbSe $_2$（厚度$\sim$ 30-50 nm）悬浮薄片制成的纳米机电谐振器，以探测纳米级的电荷密度波（CDW）物理。随着CDW相变（约30 K）的弹性和电子性质的变化进行了研究，同时使用自感知外差混频器的设备。观察到弹性模量的变化为10%，这一数量明显大于先前在块状晶体的情况下报道的数量。我们还研究了电场效应对电导的调制，并考察了它与费米面的序参量和CDW能隙的关系。
2010-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconducting cavity-electromechanics on silicon-on-insulator
开发了涉及无水氢氟酸气相蚀刻的制造工艺，以在由绝缘体上硅晶片形成的独立式硅膜上产生高$Q$铝超导微波谐振器。使用该制造工艺，高阻抗$8.9$ GHz线圈谐振器以大参与比电容耦合到$9.7$ MHz微机械谐振器。双音微波光谱和辐射压力反作用被用来表征耦合系统中的稀释制冷机的温度下的$T_f = 11$ ~mK，产生测量的机电真空耦合率的$g_{0}/2π\approx 24.6$ ~Hz和机械谐振器$Q$ -因子的$Q_{m}=1.7\times 10^7$。微波反作用冷却的机械谐振器进行了研究，与最小的声子占据的$n_{m} \approx 16$声子被实现在升高的冰箱温度为$T_f = 211$ ~mK。
2016-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Virtual exceptional points in an electromechanical system
非厄米哈密顿可以引起例外点（EP），这已经被广泛探讨与名义上相同的耦合谐振器。在这里，开发了一种非厄米机电系统，该系统具有在空间分布、频率甚至耗散符号方面大不相同的振动模式。采用类似光机械的参数调制来动态地耦合这些不同模式中的2个，并且在适当的参数范围内，它们的虚本征值合并，而它们的正常模式分裂。这个虚拟EP的存在确认通过数值模拟的耦合运动方程描述这个非退化系统的动力学。这些结果表明，虚拟EP可以访问系统组成的高度失配的谐振器，同时仍然保持访问的非平凡的现象，在他们的附近，如最近所证明的拓扑操作，从而使非厄米奇性更广泛地利用现实的物理系统。
2018-05-29 cond-mat.mes-hall
Classical non-Gaussian state preparation through squeezing in an opto-electromechanical resonator
我们演示了一个强相互作用的光机电系统的压缩使用参数驱动。通过在两倍于谐振频率的泵相位上采用实时反馈，热机械噪声被压缩超过3dB不稳定性极限。令人惊讶的是，这种方法也可以用来产生高度非线性状态。我们表明，使用参数驱动与反馈，经典的数字和猫一样的国家可以准备。这提出了一个有价值的电光机械状态准备协议，可扩展到量子制度。
2014-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Energy Transfer into Period-Tripled States in Coupled Electromechanical Modes at Internal Resonance
当谐振器中的振荡模式被调谐到内部谐振时，它们之间经常发生有效的能量传递。我们设计的机电谐振器的两个振动模式的本征频率接近3：1的比例，并证明，提供给上层模式的能量可以可控地转移到较低的模式。随着下模振动的周期是上模的三倍，由周期性驱动所施加的离散时间平移对称性被打破。较低的模式解决到三个稳定的三倍周期的不同阶段的状态之一。用于从上模传输能量的通道可以在不改变系统参数的情况下打开或关闭。当上模本身在强共振或参数驱动下变得多稳态时，下模中会出现额外的共存三倍周期态。在后一种情况下，我们测量了总共6个振幅相同但相位相差$π$ /3的共存振动状态。三种不同相位共存状态的激发可以为基于三值逻辑的机械存储器的设计提供新的机会。具有三倍周期态的耦合谐振器也可以用来模拟自旋等于1的复杂相互作用系统。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
High Q electromechanics with InAs nanowire quantum dots
在这份报告中，我们研究了悬浮的InAs纳米线（NW）谐振器的机电性能。在低温下，NW作为单电子晶体管（SET）的岛，我们观察到电子和机械模式之间的强耦合共振;电子隧穿的速率约为共振频率的10倍。高于和低于机械共振，库仑峰的幅度是不同的，我们观察到Fano共振的电导由于两个贡献之间的干扰，以潜在的SET。在100 mK下观察到这些器件的品质因数（$Q$）为$\sim10^5$。
2011-08-16 cond-mat.mes-hall
Asymmetric Franck-Condon factors in suspended carbon nanotube quantum dots
碳纳米管量子点中的电子态和振动子一般具有不同的位置和大小。因此，传统的Anderson-Holstein模型，耦合振子的点总电荷，可能不再适用于一般。在这里，我们明确地解决的电子密度的空间波动的作用，产生空间依赖的弗兰克-康登因素。我们讨论了随之而来的显着影响运输是兼容最近的测量。这张照片可以在一般的纳米机电系统的隧道实验相关。
2010-05-06 cond-mat.mes-hall
Suspended graphene devices with local gate control on an insulating substrate
我们提出了一种石墨烯基器件的制造工艺，其中石墨烯单层悬浮在放置在沟槽中的局部金属栅极上方。作为一个例子，我们详细介绍了石墨烯场效应晶体管的制造步骤。这些器件建立在裸露的高电阻率硅衬底上。在77 K及以下的温度下，我们观察到石墨烯电阻率通过施加到栅极的电压的场效应调制。这种制造方法能够实现涉及石墨烯基超导量子比特和纳米机电谐振器的新实验。该方法也适用于其它二维材料。
2015-09-18 cond-mat.mes-hall
Circuit Electromechanics with a Non-Metallized Nanobeam
我们已经实现了一个纳米机电混合系统组成的氮化硅梁介电耦合到超导微波谐振器。我们利用强驱动光束的Duffing非线性来表征样品。特别是，我们校准的振幅谱的机械运动，并确定机电真空耦合。在0.5 K时，在14 MHz的谐振频率下，获得了480，000的高品质因数.实验确定的机电真空耦合11.5兆赫的定量比较与有限元模型计算。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall
Circuit electromechanics with single photon strong coupling
在电路机电学中，耦合强度通常很小。在这里，我们用超导磁通量子比特代替电路机电学中的电容器，证明了量子比特和两个谐振器之间的耦合可以诱导有效的机电耦合，在可行的实验参数下，可以在单光子水平上实现强耦合。我们使用两个谐振器和量子位之间的色散耦合，而量子位也由外部经典场驱动。这些耦合在三个元件之间形成三波混频配置，其中量子位自由度可以被精确地消除，并且因此导致两个谐振器之间的增强的耦合。因此，我们的工作是研究电路机电学中量子非线性效应的第一步。
2015-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Ultrawide-range photon number calibration using a hybrid system combining nano-electromechanics and superconducting circuit quantum electrodynamics
我们提出了一个由超导共面波导谐振器耦合到纳米机械弦和transmon量子比特作为非线性电路元件组成的混合系统。我们进行光谱的transmon量子比特和纳米力学字符串。测量transmon量子比特上的ac-Stark位移以及弦上的机电诱导吸收，使我们能够确定微波谐振器中低功率和高功率状态下的平均光子数。通过这种方式，我们测量的光子数相差高达9个数量级。我们发现使用这两种方法的微波谐振腔中的光子数的校准之间的定量协议。我们的实验证明了超导电路，量子电动力学和纳米电动力学在单个芯片上的成功结合。
2018-08-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Energy loss mechanism for suspended micro- and nanoresonators due to the Casimir force
从理论上研究了悬浮微纳谐振器中由于非接触声能量损失而引起的能量损失机理。该机制在于将来自谐振器的振动运动的机械能转换成附近大结构（例如衬底）上的声波，这是由于谐振器和那些结构之间的耦合，该耦合是由作用在分离间隙上的卡西米尔力引起的。所得到的品质因数Q的悬臂梁和桥梁的微型和纳米谐振器在接近底层衬底的解析表达式推导和相关的机制进行了调查，证明其重要性时，涉及纳米间隙。
2011-05-11 cond-mat.mes-hall
Graphene on silicon nitride for optoelectromechanical micromembrane resonators
由于其特殊的机械和光学性能，介质氮化硅（SiN）微膜谐振器已成为许多光学机械实验的核心。膜与电系统的有效电容耦合将有助于激励混合光机电器件。然而，这种介电膜的电容耦合相当弱。在这里，我们添加了一个单层的石墨烯SiN微膜和比较机电耦合和机械性能裸露的电介质膜和膜金属化的铝层。石墨烯涂层膜的静电耦合被发现是等于一个完美的导电膜。我们的研究结果表明，单层石墨烯大大增强了机电电容耦合，而不会显着增加质量，降低优越的机械品质因数或影响SiN微膜谐振器的光学特性。
2013-07-17 cond-mat.mes-hall
Three-Tone Coherent Microwave Electromechanical Measurement of a Superfluid Helmholtz Resonator
本文提出三音相干微波测量方法，在边带未分辨区域实现超流亥姆霍兹模式与微波腔的弱耦合表征，测得真空机电耦合强度比以往超流实验高三个数量级。
2023-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.app-ph
Unified Theory of Quartz Tuning Fork Resonators
Seoul National University（首尔大学）；Multiscale Instruments Inc.（多尺度仪器有限公司）
本文提出一个统一连续电弹性框架，结合压电电动力学、变分结构动力学和对称性选择的机电可观测性，定量解释了石英音叉谐振器的电学测量谱。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Quantum electromechanics: Quantum tunneling near resonance and qubits from buckling nanobars
分析最近的实验结果，我们发现类似的行为和三结超导量子比特和悬浮的碳纳米管之间的深刻的类比。当这些不同的系统在其共振附近交流驱动时，在弱驱动下观察到的共振单峰在驱动增加时分裂成两个子峰（图1）。这种不寻常的行为可以通过考虑两个系统在双阱势中的量子隧穿来解释。受这些实验的启发，我们提出了一种基于屈曲纳米棒的机械量子比特--一种小到量子相干的NEMS。为了将屈曲纳米棒作为量子比特的合法候选者，我们计算了产生两能级系统的有效屈曲势，并确定了两个局域态之间的隧道耦合。我们提出了不同的纳米机械量子比特的设计，并描述了如何操纵它们。此外，我们概述了可能的退相干通道和检测方案。纳米棒和研究得很好的超导量子比特之间的比较表明了未来量子力学的几个实验。
2006-01-02 cond-mat.mes-hall
Electromechanics in vertically coupled nanomembranes
我们研究了一对悬浮氮化硅膜形成单片光机阵列的机电驱动。通过控制薄膜谐振器的拉伸应力通过压电控制的压缩力施加到膜芯片，我们展示了无创调谐其机械模式谱，以及强大的模式间机电耦合。压电致动也被证明是提高膜的非线性响应，这是证明无论是由参数放大的基本模式的热波动或这些模式的共振驱动到高振幅状态。这种电光机械膜阵列代表了用于传感、光子学和光机械应用的有吸引力的可调谐和通用平台。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Large flux-mediated coupling in hybrid electromechanical system with a transmon qubit
控制大质量振荡器的量子态对于一些技术应用和测试量子力学的基本极限是重要的。向振荡器添加内部自由度可以是用于这种控制的有价值的资源。最近，基于电荷介导耦合的使用超导量子比特的混合机电系统已经相当成功。在这里，我们实现了一个混合装置，由超导transmon量子比特和使用磁通耦合的机械谐振器组成。这种耦合源于超导相穿过隧道结的量子干涉。我们证明了真空机电耦合率高达4 kHz的transmon量子位与读出腔共振。因此，通过驱动平均占有率远低于一个光子的混合模式来检测机械谐振器的热运动。通过将量子比特从腔中调谐出来，机电耦合可以增强到40 kHz。在这个极限下，机械谐振器上的小相干驱动导致量子比特谱的分裂，并且我们观察到由Landau-Zener-Stückelberg效应引起的干涉签名。随着量子比特相干性的改善，该系统提供了一个实现丰富相互作用的新平台，并可能提供对量子运动态的完全控制。
2020-10-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gate Defined Quantum Confinement in Suspended Bilayer Graphene
在石墨烯中操纵单电子的量子限制器件正在成为纳米电子学应用的有吸引力的候选者。以前的实验采用蚀刻的石墨烯纳米结构，但边缘和衬底无序严重限制了器件的功能。在这里，我们提出了一种技术，建立量子限制结构的悬浮双层石墨烯与隧道势垒所定义的外部电场，打破层反转对称性，从而消除边缘和基板的障碍。我们报告了两种情况下的干净量子点形成：在零磁场B下，使用由垂直电场诱导的单粒子能隙;在B> 0时，使用量子霍尔铁磁体ν = 0间隙进行限制。库仑阻塞振荡表现出与基于局部顶栅几何形状的静电模拟一致的周期性，直接证明了对石墨烯的能带结构的局部控制。该技术将单电子输运与高器件质量和对振动模式的访问集成在一起，实现了从机电传感器到量子比特的广泛应用。
2012-02-03 cond-mat.mes-hall
Spectrum and Franck-Condon factors of interacting suspended single-wall carbon nanotubes
提出了悬浮碳纳米管量子点与金属导线弱隧穿耦合的低能理论。重点放在依赖的光谱和弗兰克-康登因子的几何结构的结，包括几个振动模式。点及其相关振子的相对大小和相对位置强烈影响系统的机电特性。一个完整的参数空间的详细分析揭示了不同的制度：在短振子制度的电子隧穿到纳米管产生的等离子体激元振子激发，而在长振子制度极化子激发占主导地位的情况。小的，位置相关的小振子政权的弗兰克-康登耦合转换成均匀的，大的耦合在长振子政权。通过电子隧穿事件的不同的等离子体振子模式的激发的选择规则也来自。
2012-02-21 cond-mat.mes-hall
Two-mode squeezing in an electromechanical resonator
光子量子纠缠以双模压缩态的形式广泛存在，这可以归因于参量下转换现象。用宏观力学对象重新解释这种效应可以提供一条通往纯粹机械纠缠的路线，以及探索我们日常经典世界的量子力学性质的独特可能性。尽管有这样的前景，机械双模压缩态仍然难以捉摸，由于无法重建的非线性相互作用的心脏，这种现象在力学领域。为了解决这个问题，我们已经开发了一个参数下变频器，在机械谐振器集成的电气功能，使机械非线性动态工程，以模拟参数下变频相互作用。在这种结构中，声子同时成对地以两种宏观振动模式产生，这导致它们的运动被放大。平行地，机械双模压缩态也被创建，其表现出远低于其组成模式的热水平的波动，以及随着其放大率的增加而变得几乎完美的模式之间的相关性。这两个巨大的声子系综之间的相关性显着的观察铺平了道路，在单声子水平上纠缠的宏观力学系统。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Random number generation with a chaotic electromechanical resonator
混沌使得确定性物理系统中随机性的出现成为可能。因此，它可以用于经典密码学应用中强制性的真随机数生成器（RNG）的概念。与此同时，纳米机械振荡器，在许多板上功能的核心，如传感，显示作为优秀的候选人表现混乱。这是可能的，由于内在的机械非线性出现在纳米级。在这里，我们提出了一个平台，收集纳米机械振荡器及其集成的电容驱动。使用的电极诱导的谐振力的调制，我们证明了混沌动力学和研究它如何依赖于系统的耗散。从混沌时间轨迹产生的二进制序列的随机性进行评估和讨论，使成功的随机数生成的通用参数可以建立。该演示使用的概念是足够普遍的应用到下一代的纳米光电机械系统。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall nlin.CD physics.app-ph
Single electron tunneling through high-Q single-wall carbon nanotube NEMS resonators
通过首先光刻制造接触电极，然后作为最后一步，在现成的芯片上用化学气相沉积法生长碳纳米管，可以避免纳米管器件的许多潜在污染机制。将其与芯片上预定义的沟槽相结合，使得纳米管自由地悬浮在衬底上方，能够形成高度规则的电子系统。我们表明，此外，这种悬浮的超净纳米管提供优良的高频和低耗散的机械谐振器。讨论了运动探测机制，测量了库仑阻塞和单电子隧穿反作用对机械运动的影响。此外，数据上的机械更高的模式。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall
Discrete solitons in electromechanical resonators
我们考虑一个参数驱动的克莱因-戈登系统描述微和纳米器件，集成的电气和机械功能。利用多尺度展开方法，我们减少了系统的离散非线性薛定谔方程。通过离散薛定谔方程，分析和数值计算了Klein-Gordon系统中基本离散亮孤子和暗孤子的存在性和稳定性.结果表明，参量驱动不仅可以使场内亮孤子不稳定，而且可以使场间离散亮孤子以及场内和场间暗孤子稳定。最重要的是，我们表明，有一个范围内的驱动系数的值，暗孤子是稳定的，对于任何值的耦合常数，即振荡不稳定性完全抑制。所有的基本孤子的稳定性窗口和近似的发病不稳定性的微扰理论推导，伴随的数值结果。数值积分的Klein-Gordon方程进行，确认我们的分析的相关性。
2009-07-31 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.class-ph
Realization of the degenerate parametric oscillator in electromechanical systems
我们考虑一个机电系统，其中微波腔耦合到机械谐振器，机械频率是微波频率的两倍。在这种情况下，有效的光子-声子相互作用等效于简并参量放大器，而不是典型的辐射压力相互作用。如果机械谐振器被强驱动，则其经历相变到其中泵入机械模式的能量被完全转换为光子模式的状态。量子涨落模糊了这种相变。我们用复P表象中的稳态Fokker-Planck方程描述了这些效应，并计算了光子场强度和正交方差以及机械振幅。与数值模拟相比，该Fokker-Planck方法的性能优于标准线性化结果。
2018-11-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
GHz nanomechanical resonator in an ultraclean suspended graphene p-n junction
我们展示了弹道石墨烯pn结中的高频机械谐振器。具有两个底栅的全悬浮石墨烯器件在电流退火后表现出弹道双极行为。我们确定的石墨烯质量密度和内置的张力不同的电流退火步骤通过比较测得的机械共振响应的简化膜模型。我们一致地发现，在最后的退火步骤之后，质量密度与纯石墨烯的预期密度相当。在具有高内建张力但仍具有尺寸为3 $\times$ 1 $μm^{2}$的宏观尺寸的石墨烯膜中，在最终电流退火步骤之后观察到1.17 GHz的记录共振频率。我们进一步比较了在单极与双极制度中的一个测量的谐振响应。值得注意的是，共振信号在双极区被强烈增强。这种增强部分地由出现在双极区中的法布里-珀罗共振引起，并且还可能由在微波照射下在石墨烯pn结中非常明显的光电效应引起。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A quantum dot coupled to a suspended-beam mechanical resonator: from the unresolved- to the resolved-sideband regime
本研究将自组装InAs量子点耦合到悬浮梁GaAs机械谐振器，利用窄线宽量子点实现对30-600MHz范围内8个机械模式的全面表征，覆盖未分辨到分辨边带区域，并首次在4.2K下观测到热驱动声子边带。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Deflection of suspended graphene by a transverse electric field
我们研究了双钳位石墨烯纳米带对横向栅极电压的机电响应。建立了一个分析模型，预测了石墨烯纳米带的场致变形随场强和石墨烯几何形状的变化。该模型是有效的思想，原子模拟使用的本构电荷偶极子模型和赝化学多体势的组合。作为一种新观察到的电极化的强度效应，这种场致偏转允许石墨烯以其固有频率振荡，发现该固有频率随着石墨烯尺寸的增加而显著降低。
2009-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-orbit-induced strong coupling of a single spin to a nanomechanical resonator
我们从理论上研究了悬浮碳纳米管量子点中由于自旋轨道耦合引起的电子自旋与振动的偏转耦合。我们的估计表明，与目前的能力，一个量子点与奇数个电子可以作为一个强耦合制度的量子电动力学的Jaynes-Cummings模型的实现。一个量子化的弯曲模式的悬浮管起着光学模式的作用，我们确定了两个不同的两个水平的子空间，在小和大磁场，这可以被用作量子比特在这个设置。强的内在自旋-机械耦合允许检测以及自旋量子位的操纵，并且可以在传感应用中产生纳米管的增强的性能。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall
